Regionální pracoviště Střední Čechy >> Péče o vodní režim krajiny >> Morfologicko-ekologický stav vodních toků

Morfologicko-ekologický stav vodních toků

Výchozí pojmy

Vzorem dobrého ekologického, tedy i morfologického stavu je vodní tok přírodní, nepoškozený lidskými zásahy. V naší kulturní krajině se vodní tok zcela neovlivněný člověkem nenajde, za přírodní tedy bereme nejspíše takový vodní tok, který nikdy neprodělal technickou úpravu.

Obr. 1 Vodní tok v přírodním stavu

Protikladem přírodního vodního toku je tok silně ovlivněný technickou úpravou – tok upravený. Úprava výrazně změnila, ve většině ohledů nepříznivě, jeho tvary, rozměry a funkce. Upravený vodní tok je ekologicky degradovaný.

Obr. 2 Vodní tok degradovaný technickou úpravou

V dnešní době se snažíme částečně napravit nepříznivé vlivy technických úprav a kde to jde, potoky a řeky přiblížit zpět přírodě. Odstranění nevhodné technické úpravy stavebním zásahem, obvykle investičního charakteru, označujeme pojmem revitalizace. Pokud je revitalizace podařená, jejím produktem je přírodě blízké koryto potoka nebo řeky. To se pak dalším samovolným vývojem postupně přibližuje přírodímu stavu - stává se přírodně autentickým

 

Obr. 3 Přírodě blízké koryto vodního toku, vytvořené při revitalizaci investičního charakteru

Zlepšování stavu vodních toků, které byly v minulosti degradovány technickými úpravami, se také děje působením přírodních sil – hovoříme o samovolné renaturaci. Koryto v pokročilém stupni renaturace můžeme rovněž označovat jako přírodě blízké. 

 

Obr. 4 Koryto v minulosti technicky upravené, jehož přírodní charakter se obnovuje procesy samovolné renaturace

Morfologický stav vodních toků

 Ekologický stav vodního toku může být popisován ve třech aspektech:

  •  v aspektu morfologickém  - tvary a rozměry koryt, charakter proudění, splaveninový režim
  •  v aspektu fyzikálně-chemickém - kvalita vody
  •  v aspektu biologickém – co ve vodním toku žije.

Stav vodního toku je tím lepší, čím více se blíží stavu v daném místě či úseku přirozenému. Je zřejmé, že pokud není potok nebo řeka v dobrém stavu po stránce morfologie a kvality vody, ani jeho biologický stav nebude optimální.

Hlavní charakteristiky dobrého morfologického stavu vodního toku:

  • přirozeně velký prostorový rozsah přírodního nebo přírodě blízkého koryta a nivy
  • přiměřená hloubka koryta, resp. přiměřený tvar příčného průřezu
  • přirozeně velká tvarová členitost
  • přirozeně velká hydraulická členitost
  • nenarušená migrační prostupnost pro vodní živočichy
  • nenarušený průtokový režim
  • nenarušený splaveninový režim

Obr. 5  Vzorem dobrého morfologického stavu je přírodní vodní tok. Je charakterizován přirozeně velkým prostorovým rozsahem, tvarovou a hydraulickou členitostí, přirozenou migrační prostupností, nenarušeným průtokovým a splaveninový režimem.

Obr. 6 Morfologická degradace koryta a znečištění vody nevytvářejí dobré podmínky pro oživení vodního toku.

K jednotlivým charakteristikám morfologického stavu vodních toků:

1. Prostorový rozsah přírodních a přírodě blízkých tvarů koryt vodních toků a niv

Dřívější technické úpravy většinou zmenšovaly prostor koryt a zaplavitelných niv. Ztráta šířky byla nahrazována zahlubováním koryt. Revitalizační trend naopak míří k obnově půdorysného rozsahu koryt. Zájmem tedy je rozšiřování koryt, obnova šířky meandrových pásů, obnova přirozeně zaplavitelných povodňových perimetrů. V situacích, kde půdorysný rozsah celého koryta nelze kvůli zástavbě apod. měnit, týká se požadavek většího prostorového rozsahu alespoň kynety, tedy části koryta, vedoucí běžné průtoky.

Široké, mělce rozvolněné koryto umožňuje rozvoj ekologicky cenných ploch, jako jsou korytní mělčiny, naplaveninové lavice, vegetací nestabilizované zóny běžného kolísání hladin a povrchy v blízkosti koryta, inicializované (narušované, zbavované vegetace) povodněmi. Čím větší je prostorový rozsah přírodě blízkých koryt a niv, tím více je prostoru pro různé formy života, vázané na vodní prostředí. Tím více je také prostoru pro přirozené formy akumulace a retence vody.  

Obr. 7 U meandrujícího vodního toku lze hovořit o zachovalosti prostorového rozsahu, pokud není omezena šíře jeho meandrového pásu. Přirozený meandrový pás může vyplňovat celou šíři nivy. (Niva = ploché dno údolí, zaplavované  a formované velkými vodami.)

2. Hloubka koryta, tvar příčného průřezu, kapacita koryta

Přírodní koryta jsou většinou relativně mělká, plochá a málo kapacitní. Naproti tomu technické úpravy většinou produkovaly koryta hluboká, geometricky pravidelná a průtokově velmi kapacitní. V zemědělské krajině se tak dělo se zájmem soustředit co největší průtočnou kapacitu do co nejužšího pásu a vytvořit dostatečné hloubky pro funkci odvodňovacích zařízení:

  • získat půdorysnou plochu pro zemědělství
  • omezit četnost zaplavování zemědělských ploch menšími povodněmi
  • odvodnit nivní plochy.

Pro srovnání:

Běžný přírodní potok:

  • mísovitý nebo pekáčovitý průřez s poměrem hloubky k šířce orientačně 1 : 4 až 1 : 6
  • průtočná kapacita i zřetelně menší než Q1 („jednoletá voda“)

Klasické meliorační koryto:

  • geometrizovaný lichoběžníkový průřez o poměru hloubky k šířce až k 1 : 2 (relativně velmi hluboké koryto)
  • průtočná kapacita nejméně na úrovni Q2 („dvouletá voda“), vzácností nejsou ani koryta upravená na kapacitu poměrně velkých povodí, třeba Q20

Nepřirozeně zahloubené a průtokově kapacitní technicky upravené koryto mívá oproti přírodnímu korytu podstatné nedostatky:

  • nadměrné odvodňování navazujícího zeminového prostředí;
  • omezený prostor pro rozvoj ekologicky významných povrchů a forem tvarové členitosti zejména v březích koryta (není prostor pro příbřežní mělčiny atp.);
  • za větších průtoků se proudění soustřeďuje do větších rychlostí a pokud není koryto čeleno technickým opevněním, může podléhat nežádoucímu dalšímu zahlubování;
  • soustředění povodňového proudění zrychluje postup povodňových vln a omezuje tlumivé povodňové rozlivy do niv, s možností zhoršení dopadů povodní na níže ležící zastavěná území;
  • za přísušků je hluboce zaříznutá kyneta méně příznivá pro přežívání vodních společenstev – s úbytkem průtoku se v ní rozsah zavodněného a zamokřeného prostředí výrazně redukuje, zatímco ploché, mělké koryto může působit alespoň jako mokrý pás s nesouvislými tůněmi.

Obr. 8 Přirozená koryta mají v našich podmínkách často příčný průřez ve tvaru poměrně široké, ploché mísy nebo pekáče. Přirozená kapacita těchto koryt bývá obvykle podstatně menší než Q1 („jednoletá voda“), spíše se pohybuje kolem Q30d (“třicetidenní voda“).

3. Tvarová členitost vodního toku

Tvarová členitost koryta bývá zásadním znakem přírodního potoka nebo řeky. Jde hlavně o členitost trasy, podélného profilu a příčných průřezů koryta. V detailu pak může jít o členitost povrchů dna a břehů, kterou lze vyjadřovat parametrem podrobného omočeného obvodu koryta a která souvisí s hydraulickým pojmem drsnosti koryta.  Významným faktorem ztráty tvarové členitosti technicky upravených koryt je nadměrné zahloubení. Podstatnou část půdorysného prostoru koryta zaujímají ekologicky málo atraktivní strmé svahy, často výrazně ruderalizované, zatímco podmínky pro rozvoj cenných příbřežních mělčin, občas zaplavovaných nánosů a povrchů, inicializovaných povodněmi, jsou velmi omezené.

Tvarová členitost koryta vytváří podmínky pro členitost hydraulickou a vytváří povrchy, stanoviště a úkryty, podstatné pro oživení.

Zmenšení tvarové, a tím i hydraulické členitosti koryt bylo zásadním efektem technických úprav vodních toků. Obnova členitosti patří k významným cílům revitalizací a ekologicky orientované správy toků.

Obr. 9  Tvarovou členitost koryta vodního toku lze popisovat v různých parametrech – členitosti trasy, podélného profilu, příčných průřezů, materiálu a tvarů dna a břehů, břehové vegetace,….

Obr. 10  Členitost technicky upravených vodních toků je obvykle značně omezená.

4. Hydraulická členitost vodního toku

Hydraulickou členitostí se rozumí členitost hloubek vody, rychlostí a směrů proudění v korytě. Z ekologického hlediska je zásadní hydraulická členitost za běžných průtoků, která určuje bohatost a pestrost nabídek stanovišť pro organismy. Pro přežívání vodních společenstev však je podstatná i hydraulická členitost za povodní a v přísušcích.

Hydraulická členitost je určována průtoky a členitostí tvarovou. Souvisí s množstvím energie, které má vodní tok v daném úseku k dispozici, tedy s jeho spádem. O hydraulickou členitost tak vodní tok ochuzují zejména:

  • technické úpravy, které omezily tvarovou členitost koryta
  • příčné stavby (jezy a stupně), které vodní tok připravují o přirozenou spádnost.

Základem hydraulické členitosti našich přírodních potoků a řek je střídání proudnějších mělčích pasáží a hlubších pasáží s pomalejším prouděním i rozmanitost dílčích směrů proudění. Nejběžnější typy meandrujících a zvlněných vodních toků charakterizují sledy brodů a tůní.

Důležitým aspektem hydraulické členitosti je také množství vody, za běžných průtokových poměrů přirozeně, bez umělých forem vzdutí, zadržované v délkové jednotce koryta. Čím více vody na běžný metr koryta, tím větší rozsah prostředí, zajímavého z ekologického hlediska.

Většina technických úprav koryt přinesla monotónní proudové poměry. Ekologicky značně nepříznivá je absence hlubších míst – dnových tůní – v běžně upraveném korytě. Dnové tůně jsou velmi důležité například pro rozmanitost oživení vodního toku rybami a pro schopnost říčního či potočního ekosystému přečkávat období sucha a nedostatečných průtoků.

 

Obr. 11  Tvarová členitost koryta je předpokladem hydraulické členitosti. Hydraulickou členitostí se rozumí rozmanitost hloubek vody a rychlostí proudění. Ta je významná z hlediska nabídek stanovišť, která vodní tok nabízí různým formám oživení. (Foto Pavel Mudra)

5. Migrační prostupnost pro vodní organismy

Migrační prostupnost vodních toků pro živočichy utrpěla zejména:

  • výstavbou příčných objektů – stupňů, jezů, hrází
  • podélnými technickými úpravami, které vytvořily úseky s hloubkami nebo rychlostmi proudění, nepříznivými pro prostup živočichů, včetně zatrubnění
  • výstavbou nevhodně řešených propustků a zaústění přítoků
  • nepřirozenými zavzdutími, která vytvářejí ekologické migrační překážky (proudomilné ryby nevstoupí do zavzdutého úseku, případně v něm jsou vystaveny většímu nebezpečí ze strany dravců).

V první řadě jde o prostupnost pro ryby, na jejich pohyb je však vázáno například šíření vodních mlžů.

V našich potocích a řekách je třeba za překážky – alespoň pro některé druhy a velikosti ryb - pokládat již prahy, stupně nebo strmé skluzové plochy s rozdílem hladin 20 centimetrů.

Jakýkoliv vodní tok, řešený podle soudobých představ o příznivém ekologickém stavu, by měl být prost migračních překážek pro vodní živočichy. Pokud nějaký úsek vodního toku prodělává ať už revitalizaci, nebo moderně pojatou protipovodňovou úpravu, měl by být migračně zprostupněn po úroveň odpovídající jeho potenciálnímu, přirozeně dosažitelnému oživení. Není tedy cílem zjišťovat prostupnost třeba pro druhy a velikosti ryb, které se v toku dané velikosti a charakteru nemohou přirozeně vyskytnout. Na druhou stranu je nepřípustné opominout otázky migrační prostupnosti dílčího úseku vodního toku například s odkazem na existenci překážek v jiných, dosud neřešených úsecích. Při obnovování prostupnosti se pokládá za dobrou zásada „Někde se začít musí“.

 Smysluplnost migračního zprostupňování potoků a řek není bezpodmínečně závislá na otevření souvislých cest do moří…..i když tento cíl je nutné sledovat. Přínosem pro místní či regionální populace vodních živočichů mohou být i propojení dílčích úseků vodních toků, byť zdola i shora omezených.

V každém jednotlivém případě je třeba hledat  nejlepší možný přístup k migrační překážce. Při tom by mělo platit, že opatřením první volby by mělo být obnovení přirozené migrační prostupnosti, tedy odstranění překážky nebo nevyhovujícího úseku koryta. Opatřením druhé volby pak nahrazení nevhodného objektu objektem prostupným (například náhrada jezu kamenitou rampou). Teprve ve třetí volbě, pokud předcházející přístupy nejsou možné, by se mělo uvažovat o výstavbě rybího přechodu, což bývá objekt nákladný, s účinností závislou na kvalitě provedení a provozování.

Obr. 12 Jez vytváří migrační překážku pro vodní živočichy. Také degraduje vodní tok tím, že jej zbavuje přirozených tvarů podélného profilu a omezuje jeho hydraulickou členitost. V některých situacích mohou jezy posilovat povodňové ohrožení zástavby. 

6. Průtokový režim

Průtokový režim vodního toku mohou ovlivňovat různé vlivy, jako:

  • zemědělské a lesnické hospodaření a zastavovací činnost v plochách povodí
  • nadměrné omezování průtoků nepřiměřeně velkými odběry vody
  • nadměrné odběry vody k provozování postranních vodních elektráren, nezajišťování potřebných průtoků v korytech vodních toků
  • špičkové vypouštění vody z nádrží či jezových zdrží

V rámci správy vodních toků lze ovlivňovat zejména tři posledně uváděné faktory. Stále více se však ukazuje zásadní význam faktoru prvního. Omezená schopnost ploch zadržovat vodu a zrychlené odtoky z ploch v povodí mají rozhodující podíl na ničivých průbězích povodní i na hlubších dopadech sucha. Nevyrovnanost odtoků pak může poškozovat také ekosystémy vodních toků – „vyplachování“ nebo „vysoušení“ společenstev potoků a řek.  

7. Splaveninový režim

Vymílání koryt, unášení a ukládání splavenin pokládala tradičně orientovaná správa vodních toků dlouho za jednoznačně nepříznivé jevy, kterým je třeba čelit – technickými úpravami koryt a výstavbou stabilizačních příčných objektů, stupňů, přehrážek a podobných. V prostředí horských a podhorských lesních vodních toků se vyvinulo specifické odvětví úprav vodních toků, tak zvané hrazení bystřin.

Některé ze stabilizačních zásahů jsou v kulturní krajině potřebné. V současné době se ale i ve správě vodních toků posouvá vnímáni vhodné a únosné míry omezování přirozeného pohybu splavenin. Modelace horských koryt splaveninami je přirozenou záležitostí, transport splavenin se významným dílem podílí na spotřebovávání energie vodního proudu, zejména hrubší uložené splaveniny vytvářejí na dnech potoků a řek substráty nezbytné pro plnohodnotný rozvoj oživení. Mnohé nižší úseky vodních toků trpí nadbytkem jemných materiálů, erodovaných ze zemědělských ploch, ale zároveň trpí nedostatkem hrubších kamenitých substrátů dna.

Pro nás zatím něco obtížně představitelného – ale například v některých vodohospodářsky pokročilejších zemích Evropy jsou v některých vodních tocích vnímány kamenité a štěrkové splaveniny jako prvek, zasluhující ochranu. Štěrk je někdy cílěně vypouštěn spodními výpustmi přehradních hrází, aby řeka pod nádrží nestrádala nedostatkem splavenin. Vznikají zákazy těžení říčních štěrků. „Dokrmování“ vodních toků štěrkem je někdy uplatňováno jako revitalizační metoda.

 

Obr. 13  Splaveniny jsou přirozenou a nezbytnou součástí vodního toku. Unášení splavenin se významně podílí na spotřebovávání energie vodního toku. Umělá omezení pohybu splavenin se mohou projevovat poruchami, jako nežádoucím nadměrným vymíláním koryta.

 Autor textu: Just, Tomáš

Regionální pracoviště Střední Čechy

Vyhledávání

Regionální pracoviště

Regionální pracoviště
Resort životního prostředí další instituce resortu ŽP
Skrýt